Электроснабжение завода "Полимер"

ТП реализуются с помощью КТП 160, 400, 1000, 2000. РУ НН цеховых ТП реализуются с помощью низковольтных шкафов ШН [22].

НРП также реализуются с помощью низковольтных шкафов ШН. Произведем выбор вводных и секционного автоматических выключателей ТП4. По формуле (5.17) ток, протекающий по вводным выключателям данной ТП в утяжеленном режиме:

Аналогично выбору секционного выключателя ГПП, считаем, что ток, протекающий через секционный автоматический выключатель ТП5 равен:

В качестве вводных и секционного выключателя ТП4 выбираем два автоматических выключателя Masterpact NT06 с номинальными токами 630 А [23]. Из раздела 7 известно, что периодическая составляющая тока КЗ на выводах трансформатора ТП4 I_п0=12,155 кА, а ударный ток КЗ i_уд=24,4 кА. Согласно [23, с. 18] номинальный ток отключения автоматический выключателей Masterpact NT06 I_сs= 42 кА, допустимый сквозной ток КЗ при времени протекания 3 с I_cw=24 кА; допустимый ток включения I_сm= 88 кА. Исходя из вышесказанного, делаем вывод, что выбранные автоматические выключатели удовлетворяют условиям стойкости к току КЗ на стороне НН трансформатора ТП4.

Проверка на термически стойкое сечение представлена в таблице 8.9.

Выбор вводных и секционных автоматических выключателей остальных ТП и НРП произведен в таблице 8.10.

Таблица 8.9 - Проверки кабельных линий по термической стойкости

Таблица 8.10 - Выбор вводных и секционных автоматических выключателей

9. Расчет показателей качества напряжения в узлах СЭС

Согласно исходным данным, высоковольтными электроприемниками завода являются синхронные и асинхронные двигатели, синхронные двигатели установлены в компрессорной станции и котельной, а асинхронные двигатели установлены в водонасосной. Прямой запуск мощных электродвигателей, влечет за собой появление больших пусковых токов, из за чего появляются просадки напряжения. Для того чтобы избежать этого необходимо использовать частотный или мягкий пуск электродвигателей, так как эти вопросы будут рассматриваться в разделе релейной защиты, целесообразно вопросы качества рассмотреть там же.

10. Расчет и выбор устройств компенсации реактивной мощности

Расчет устройств компенсации реактивной мощности будем производить на методе, основанном на методе Лагранжа. В соответствие с ним вначале составляется схема электроснабжения, на которой показаны возможные источники и потребители реактивной мощности. Данная схема представлена на рисунке 10.1. Поскольку разработанная выше схема электроснабжения является симметричной относительно секционных выключателей, на ней показаны источники и потребители реактивной мощности, подключенные к одной СШ ГПП.

Рисунок 10.1 - Схема замещения системы электроснабжения предприятия для проведения расчета компенсации реактивной мощности

1) Параметры схемы рассчитываются по формулам (3.9), а также:

Считаем, что на стороне НН ТП установлена основная группа БК, мощность которой рассчитана в разделе 3.

Поэтому считаем, что со стороны НН потребляется реактивная мощность:

Результаты расчета параметров схемы приведены в таблице 10.1.

Таблица 10.1 - Результаты расчета параметров схемы

Располагаемую реактивная мощность синхронных двигателей можно найти по формуле:

где - коэффициент допустимой перегрузки СД по реактивной мощности. Примем, что коэффициент загрузки по активной мощности . Тогда при относительном напряжении на двигателях

- количество двигателей:

- номинальная активная мощность СД:

- номинальная реактивная мощность СД:

; ;

Экономически целесообразная реактивная мощность, передаваемая энергосистемой предприятию в расчете на один трансформатор:

2) Определим удельную стоимость потерь активной мощности. Удельная стоимость потерь активной мощности равна:

,

где - коэффициент, учитывающий затраты, обусловленные передачей по электрическим сетям мощности для покрытия потерь активной мощности;

и - основная и дополнительная ставки двухставочного тарифа.

3) Определим затраты на генерацию реактивной мощности отдельными источниками:

- для низковольтных БК (0,4 кВ):

(10.1)

где - нормативный коэффициент отчислений. Для силового оборудования напряжением до 20 кВ:

- удельная стоимость батарей конденсаторов:

- для низковольтных БК:

- для высоковольтных БК:

- отношение номинального напряжения конденсаторов к номинальному напряжению сети. Для низковольтных БК ; для высоковольтных ;

- удельные потери в конденсаторах;

- для низковольтных БК:

- для высоковольтных БК:

По формуле (10.1):

- для низковольтных БК:

- для высоковольтных БК (10 кВ):

- для СД:

При отсутствии прочих потребителей реактивной мощности:

где и - постоянные величины, зависящие от технических параметров двигателя. Для двигателей:

СТД-1600-2 ;

СТД-630-2 ;

4) Определим эквивалентные активные сопротивления ответвлений с ТП. Для расчета оптимальной реактивной мощности, генерируемой низковольтными БК, необходимо знать эквивалентные сопротивления соответствующих ТП.

Для ТП, питающихся по радиальным линиям схема представлена на рисунке 10.2:

Рисунок 10.2 - Схема замещения радиальной линий

Для ТП, питающихся по магистральным линиям схема представлена на рисунке 10.3:

Рисунок 10.3 - схема замещения магистральной линии

Для ТП1 и ТП2, питающихся от одной магистрали:

Аналогично рассчитываем сопротивления для остальных ТП, результаты расчета представлены в таблице 10.2.

Таблица 10.2 - Эквивалентные сопротивления

5) Определим реактивную мощность источников, подключенных к ГПП. Оптимальные реактивные мощности низковольтных БК, подключенных к ТП, определим в предположении, что к шинам ГПП подключена высоковольтная БК. Определим оптимальную мощность дополнительной группы БК для ТП по формуле:

где - удельные затраты на генерацию реактивной мощности высоковольтной БК, подключенной к секции шин ГПП: =;

- эквивалентное активное сопротивление ответвления с i-й ТП, подкл - юченного к СШ ГПП.

Если при расчете мы получим, что , то установка дополнительной группы БК на ТП нецелесообразна.

Результаты расчетов оптимальной реактивной мощности и выбора стандартных низковольтных БК ТП приведены в таблице 10.3. Мощность основной группы БК определяется по формуле:

Величина взята из раздела 3.

Таблица 10.3 - Выбор низковольтных БК

6) Определим оптимальную реактивную мощность, генерируемую источниками реактивной мощности, подключенными к секции шин РП2. Поскольку к секции шин РП2 подключены синхронные двигатели и отсутствуют потребители реактивной мощности, то можно сказать о нецелесообразности высоковольтной БК на секциях шин РП2. Тогда оптимальную реактивную мощность, генерируемую СД, можно найти по формуле:

(10.2)

где - эквивалентное сопротивление СД:

По формуле (10.2):

Как видим, оптимальная реактивная мощность, генерируемая синхронными двигателями, не превышает располагаемую реактивную мощность СД ; .

7) Определим оптимальную реактивную мощность, генерируемую источниками реактивной мощности, подключенными к секциям шин РП1. Поскольку к секциям шин РП1 подключены асинхронные двигатели и отсутствуют другие источники реактивной мощности (низковольтные БК ТП, СД), то, учитывая установку на шинах ГПП высоковольтной БК, получим:

где - реактивная мощность, потребляемая АД, подключенными к секции шин РП1. Из раздела 2:

Тогда . В качестве высоковольтных БК, установленных на секциях шин РП1, устанавливаем УК - 10,5-450 ЛУЗ.

8) Определим оптимальную мощность высоковольтных БК, установленных на секциях шин ГПП по формуле:

Принимаем к установке на шинах ГПП УК - 10,5-750 ЛУЗ.

9) Для проверки правильности расчетов составим баланс реактивной мощности.

Потребляемая реактивная мощность от одной секции шин ГПП:

Генерируемая реактивная мощность на одну секцию шин ГПП:

Процентное соотношение генерируемой реактивной мощности к потребляемой:

Таким образом, баланс реактивной мощности на секции шин ГПП сходится с допустимой погрешностью (5%).

10) Определим резерв реактивной мощности в расчете на секцию шин ГПП по формуле:

где - стандартная мощность выбранной низковольтной i-1 БК;

- стандартная мощность выбранной высоковольтной БК подключенной к с.ш. РП1;

- стандартная мощность выбранной высоковольтной БК подключенной к с.ш. ГПП;

- суммарная реактивная мощность, потребляемая электроприемниками предприятия от одной секции шин ГПП с учетом потерь реактивной мощности в трансформаторах цеховых ТП и без учета части реактивной мощности, скомпенсированный с помощью основных групп низковольтных БК.

Таким образом, можно утверждать, что резерв реактивной мощности достаточен.

Расчетный коэффициент реактивной мощности на вводе ГПП можно найти по формуле:

Выводы по разделу десять

Произвели расчет устройств компенсации реактивной мощности, рассчитали параметры схемы для расчета компенсации реактивной мощности. Определили экономически целесообразную реактивную мощность, передаваемую энергосистемой предприятию в расчете на один трансформатор. Определили: затраты на генерацию реактивной мощности отдельными источниками; эквивалентные активные сопротивления ответвлений с ТП; оптимальные реактивные мощности низковольтных БК, подключенных к ТП; оптимальную реактивную мощность, генерируемую источниками реактивной мощности, подключенными к секции шин РП1 и РП2. В качестве высоковольтных БК, установленных на секциях шин РП1, приняли к установке УК - 10,5-450 ЛУЗ. Определили оптимальную мощность высоковольтных БК, установленных на секциях шин ГПП, согласно расчетам устанавливаем УК - 10,5-750 ЛУЗ. Составили баланс реактивной мощности. Определили резерв реактивной мощности в расчете на секцию шин ГПП, он составляет 75%, такое значение получилось в следствии наличия большого числа мощных СД, способных вырабатывать реактивную мощность, но такая выработка экономически нецелесообразна. Расчетный коэффициент реактивной мощности на вводе ГПП составил 0,298.

Библиографический список

1 РТМ 36.18.32.4-92. Указания по расчету электрических нагрузок. - М.: Изд-во стандартов, 1992. - 9 с.

2 Справочник по электроснабжению промышленных предприятий. Промышленные электрические сети. 2-е изд., перераб. и доп./ Под общ. ред. А.А. Федорова и Г.В. Сербиновского. - М.: Энергия, 1980. - 576 с.

3 Справочник по проектированию электроснабжения/ Под. ред. Ю.Г. Барыбина - М. Энергоатомиздат, 1990. - 576 с.

4 СО-153-34.21.122.2003. Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций. - М.: Изд-во стандартов, 2003. - 31 с.

5 СП 52.13330.2011. Естественное и искуственное освещение. - М.: Изд-во стандартов, 2011. - 69 с.

6 НТП ЭПП-94. Проектирование электроснабжения промышленных предприятий. Нормы технологического проектирования. 1-я редакция. - М.: Изд-во стандартов, 1994. - 31 с.

7 ГОСТ 16555-75. Трансформаторы силовые трехфазные герметичные масляные. Технические условия. - М.: Изд-во стандартифон, 2006. - 10 с.

8 Правила устройства электроустановок. 7-е издание. Стереотипное. - СПб.: Изд-во ДЕАН, 2008. - 704 с.

9 Электрическая часть электростанций и подстанций. Справочные материалы для дипломного проектирования. Учебник для вузов/ Б.Н. Неклепаев, И.П. Крючков - 4-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1989. - 608 с.

10 Комплектные трансформаторные подстанции блочные модернизированные 35-220 кВ. Комплектные трансформаторные подстанции универсальные 35/0,4 кВ/ Каталог КТП-СЭЩ- Б 35-220 кВ, КТП-СЭЩ- У 35/0,4 кВ. - Выпуск 18. Группа компаний «Электрощит». - http://www.electroshield.ru/ktp-seshch-u_35-0-4_kv_1600.

11 Выключатели элегазовые серии ВГТ на 35, 110 и 220 кВ/ Энергомаш (Екатеринбург) - Уралэлектротяжмаш. -

http://www.uetm.ru/files/katalog_VGT-35, 110, 22_6.pdf.

12 СТО 56947007-29.240.124-2012. Сборник «Укрупненные стоимостные показатели линий электропередачи и подстанций напряжением 35-1150 кВ». 324 тм - т1 для электросетевых объектов ОПО «ФСК ЕЭС»., 2012. - 33 с.

13 Письмо МинРегразв 01.02.2012 №19839-ИП/08. -

http://www.minregion.ru/ activities/3839.html.

14 Справочник по электроснабжению и электрооборудованию: В 2 т. Т.1. Электроснабжение/ Под общ. ред. А.А. Федорова. - М. Энергоатомиздат. 1986. - 568 с.

15 Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения. Часть 1: Токи короткого замыкания: учебное пособие/ А.М. Ершов. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. - 157 с.

16 Токопроводы комплектные закрытые напряжением 6 и 10 кВ серии ТЗК, ТЗКР, ТЗМПЭ. Каталог. -

http://www.zeim.ru/tokoprovody/tzk/chars.pdf.

17 Каталог КРУ СЭЩ-59. ЗАО «Группа компаний «Электрощит» - ТМ Самара». -

http://www.electroshield.ru/komplektnye_raspredelitelnye_ustroystva_ kru_59.

18 ОРТ.135.001 ТИ. Трансформаторы тока ТОЛ-СЭЩ-10. Техническая информация (справочная). Самара, 2008. -

http://www.electroshield.ru/upload/iblock/ ti_tol10_elsh.ru.pdf.

19 Релейная защита и автоматика в системах электроснабжения. Часть 3: Защита электрических сетей напряжением 6-10 кВ: учебное пособие/ А.М. Ершов. - Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2011. - 186 с.

20 Электрооборудование станций и подстанций: Учебник для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 648 с.

21 ИРФУ.671241.015РЭ. Трансформатор напряжения антирезонансный трех-

фазный НАМИ-10-95 УХЛ2. Руководство по эксплуатации. - http://www.tdtransformator.ru/articles/NAMI10-95.pdf

22 Комплектные трансформаторные подстанции КТП 400-2500 кВА напряжением 6 (10) кВ. -

http://etm-res.ru/pdf-files/booklets/katalog_METZ_2007.pdf.

23 Автоматические выключатели и выключатели нагрузки низкого напряжение на большие токи Masterpact NT и NW. Каталог, 2006. -

http://www.wel-kom.ru/directory/directory/SCHNEIDER_ELECTRIC/03_nt_8.pdf

Размещено на Allbest.ru